一种IIR滤波器的FPGA设计与仿真

在分析IIR滤波器结构的基础上,借助Mat lab完成一种基于FPGA的级联型IIR滤波器的设计与实现,同时设计并生成向量文件(.vec文件),在QuartusⅡ中完成向量文件的仿真。仿真结果表明文中设计的IIR滤波器能够高效完成滤波功能,同时通过向量文件的激励引入能够增强FPGA的仿真能力。     

基于分布式控制的天线闭环控制系统设计和实现

给出了天线阵列系统中单天线闭环控制系统的模型,对于同步跟踪某种信号源进行射电天文观测的天线阵列系统而言,具有通用性、可配置性和良好的可扩展性.     

基于FPGA的数字匹配滤波器的实现

对数字匹配滤波器的原理和结构进行了简要的介绍,重点给出了在现场可编程门阵列(FPGA)中数字匹配滤波器倒置结构的硬件实现.通过对设计电路的实时仿真表明:该数字匹配滤波器具有捕获精度高、速度快的特点,可应用于其它扩频系统的数字接收机中.     

地网对VHF天线性能影响的分析研究

基于VHF频段射电天文干涉阵列的天线,研究地网以及不同环境对天线辐射特性包括增益、方向图、谐振点等参数的影响。结果表明,无地网条件下,天线在干燥土壤和沙地的增益分别是3.06 dB和1.44 dB,且存在明显的旁瓣和后瓣;天线在潮湿土壤和沙地的增益分别是4.33 dB和4.25 dB。增加地网后,天线在干燥土壤和沙地的增益分别是4.87 dB和4.97 dB,潮湿土壤和沙地分别是4.39 dB和4.40 dB,方向图不存在明显的后瓣和旁瓣,谐振点稳定在27.0 MHz和69.5 MHz处,且在此之间的频段上,驻波比均满足银河噪声限制条件。由此可以得出结论:在干燥土壤和沙地上铺设地网时,VHF天线性能最好,噪声最低,这对大规模的VHF天线阵列的基础构建环境选择至关重要。     

数字锁相环变带宽滤波器的设计与仿真

对于确定参数的滤波器,快速的相位捕捉能力和高的噪声抑制能力是相互矛盾的。利用数字滤波器参数容易改变的特点,主要研究二阶锁相环环路中变带宽数字滤波器的设计,从而使锁相环路在初始阶段具备快速的捕捉能力和在锁定状态具备高的噪声抑制能力。对数字锁相环系统及滤波器在原理上进行了细致分析,之后给出软件实现该滤波器的算法,并用Matlab对系统进行仿真。     

应用于被动氢钟的简单滤波器实现

在被动型氢原子钟数字伺服电路中,使用FPGA对误差信号进行数字信号处理。设计了一种简单的低通滤波器,与传统的FIR滤波器相比,节省了FPGA的使用资源,并且性能优于传统滤波器,能够很好地应用于被动型氢钟。     

乌站25m射电望远镜天线效率自动测量的软件实现

经常测量天线参数对于改进天线性能以及联测和单天线观测的数据处理都是至关重要的。以前的记录仪手工测量方式,非常繁琐和低效率,不利于对测量结果进行有效的统一管理和深入分析。根据天线效率的测量为例,在PC和Windows2000/XP软硬件平台下统一编程,集成实现天线参数测量的自动化、操作的人性化以及数据分析和曲线拟合的可视化。这将大大降低人工,提高测量效率,更好地保证天线的可靠、高精度的运行以及观测数据的处理。     

特定电磁环境下“北斗一号”系统与GPS组合接收机天线的设计与评估

针对“北斗一号”（“BD-1”）系统与GPS系统组合接收机在特定电磁环境下的需求,设计了一种组合接收机天线。该组合天线融合了四臂螺旋天线（FHA）与GPS微带天线的特点,并考虑了天线的空间结构。设计的组合天线具有良好的电磁兼容性,仿真结果表明该天线对于接收“北斗”和GPS信号都具有较好的圆极化轴比和增益方向图。研制的组合天线在微波暗室测试中和实际使用中都取得了较好结果。     

嫦娥二号探测器在轨运行视景仿真系统的研究与实现

针对嫦娥二号探测器在轨运行阶段的仿真需求,充分发挥视景仿真的优势,利用嫦娥一号探测器获得的地形和影像数据、日地月嫦娥二号探测器星历数据,基于OSG(OpenScene Graph)设计了针对嫦娥二号任务的在轨运行视景仿真系统。论述了该系统的开发平台,系统总体框架,并对系统的实现进行了详细描述。论述了月球模型数据构建,嫦娥二号探测器构建,星历数据库构建与访问,仿真实体空间位置的实时更新,CCD立体相机探测过程的仿真,视点的控制等实现方法。仿真结果表明系统完全能满足嫦娥二号任务在轨运行仿真的要求,并已应用于嫦娥二号任务执行过程中。     

低频时码接收机的FIR滤波器设计及其DSP实现

将FIR(有限冲击响应)数字滤波器应用于低频时码接收机中,并利用DSP(digital signal proccssor)芯片TMS320C5402实现了低频时码信号的FIR滤波。实验表明,FIR滤波可以使信号中混杂的较为严重的干扰得到很好的抑制,并且失真较小,有利于实现高性能的定时接收机。     

BPL长波天线体吊装悬挂系统的某些结构改进

吊装悬挂系统是BPL长波授时发射天线体的重要组成部分。介绍了在天线体升降时,吊装悬挂系统的作用和工作原理,分析了该系统定滑轮组原结构中存在的明显问题,详细介绍了定滑轮组改进后的结构设计。事实证明,改进的结构设计科学合理并安全可靠。     

基于DBBC+Mark 5B记录系统的脉冲星观测

2009年11月,云南天文台射电天文研究团组采用40 m射电望远镜以及基于DBBC(Digital Base Band Conveter)和Mark 5B的VLBI记录系统对PSR J0835-4510和PSRJ0332+5434进行了观测。观测选用S波段右旋圆极化信号,起始频率为2 206.99 MHz,总带宽为32 MHz。对数据进行相干消色散和平均后,得到PSR J0332+5434的单脉冲图像和两颗脉冲星的平均脉冲轮廓。由平均轮廓的展宽随时间的变化关系,对脉冲星的视周期作了一定修正后,得到信噪比更高的平均轮廓图。最后对轮廓的信噪比随时间的变化作了初步分析,由此可了解整个系统在观测时的稳定性。     

基于四棱锥传感器的波前检测仿真设计

波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对光程差,从而为干涉(或共相)的实现提供有效的检测信号。在分析四棱锥波前检测原理的基础上,阐述了单孔径条件下波前倾斜检测及双孔径干涉条件下相对光程差检测的软件仿真设计和阶段性成果,并简述了下一阶段的研究计划。     

基于DBBC＋Mark5B记录系统的脉冲星观测

2009年11月,云南天文台射电天文研究团组采用40m射电望远镜以及基于DBBC（Digital Base Band Conveter）和Mark5B的VLBI记录系统对PSRJ08354510和PSRJ0332＋5434进行了观测。观测选用S波段右旋圆极化信号,起始频率为2206．99MHz,总带宽为32MHz。对数据进行相干消色散和平均后,得到PSRJ0332＋5434的单脉冲图像和两颗脉冲星的平均脉冲轮廓。由平均轮廓的展宽随时间的变化关系,对脉冲星的视周期作了一定修正后,得到信噪比更高的平均轮廓图。最后对轮廓的信噪比随时间的变化作了初步分析,由此可了解整个系统在观测时的稳定性。     

基于FPGA的高速FIR数字滤波器设计的改进方法

在高速有限冲击响应(Finite Impulse Response,FIR)数字滤波器的设计中,随着滤波器阶数的增加,保持数据流速率和有效使用硬件资源成为设计的一个重点和难点。基于高速并行有限冲击响应数字滤波器的基本原理,提出了一种将位平面法、正则有符号系数(Canonical-Signed Digit,CSD)编码算法和抽取算法应用于并行有限冲击响应数字滤波器的改进方法。设计通过Matlab仿真,在Quartus II中编译、仿真、综合后下载到现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中进行测试,结果显示,这种改进方法较好地解决了滤波器阶数和数据流速率与硬件资源之间的关系。     

基于虚拟相机的天线俯仰轴形变快速高精度测量方法研究

长期的磨损和扭转会使天线俯仰轴结构发生小尺度形变.实现这一形变的快速高精度测量,对于大口径全可动天线指向精度修正和俯仰轴健康监测具有非常重要的价值.搭建了单相机测量系统,建立了一种虚拟相机数学模型,将结构变形转为空间变换进行求解,从而提出了一种俯仰轴形变快速测量方法.实验结果表明,该方法的平移分量综合精度可达0.282...     

基于自然导引星的自适应光学系统非等晕性分析

采用波前各阶zernike成分孔径滤波函数方法,推导了当观测目标与信标不在同一方向时所产生的非等晕误差的表达式,同时利用该表达式进行了对自适应光学系统倾斜校正后的波前残余误差数值模拟.此外还首次对天文干涉仪中大气湍流活塞效应引起的活塞角非等晕误差进行了研究分析,为以后实际利用自适应光学校正工作提供理论参考.     

应用于自适应系统的1.2m望远镜面形误差精细检测

为检测云南天文台１．２ｍ望远镜光学成像质量,在多种光学检测方法中,我们结合实际情况,详细地讨论了两种方案的可能性。并用美国ＺＥＭＡＸ光学设计软件设计了所需的光学辅助元件。第一种方案,将全口径分割成直径为３００ｍｍ的子孔径后,利用哈特曼传感器对每个子孔径的最后成像波面进行探测,得到波前畸变量。最后将所得到的子孔径波面合成得到全口径波面,进而分析系统成像质量。第二种方案采用补偿干涉法,利用设计的补偿器补偿主镜的法线象差,得到干涉条纹,再由干涉条纹分析得到主镜面形差。这两种方法都实现微机实时采样与处理,能以较快速度计算出最后结果。最后,我们讨论了检测过程中误差来源及精度分析。在实验条件满足的情况下,整个系统的测试精度优于λ／１０。     

基于自适应滤波的干扰消除方法研究

射电天文信号非常微弱,电磁环境对射电望远镜观测至关重要,通常可以利用地形、建立无线电宁静区、进行电磁屏蔽与防护等手段来减小电磁干扰.然而,仍有一些干扰难以屏蔽.故提出了一种基于自适应滤波的干扰消除方法,可用于复杂噪声环境中天文信号的提取.该方法借助自适应横向滤波器,采用最小均方(Least Mean Square, LMS)误差算法,以系统误差和收敛性为评判标准,通过改变步长与阶数对滤波效果进行优化,仿真结果显示该滤波器能在保证算法收敛的前提下有效提取信号.为了检验该算法的有效性,选取了新疆天文台南山26 m射电望远镜和Parkes 64 m射电望远镜记录的观测数据,采用设计的滤波器分别对不同的实测数据进行测试,验证了该滤波器的有效性.理论分析与实验结果一致表明该方法能有效消除天文观测中的干扰信号,具有一定的实用性.     

基于迭代分形法的大气波前仿真

大口径望远镜受大气湍流的影响,光学分辨率远远小于其自身光路所决定的衍射极限。为了相应的自适应光学系统设计,首先有必要对大气波动进行仿真以提供环境数据。通常的大气波前仿真方法需要通过计算结构函数,得到功率谱函数,进而得到仿真波前,但该方法存在计算速度慢,中间变量存储空间大的问题,给大口径望远镜或者长时间仿真带来很大不便。介绍了一种可行的基于迭代分形法的波前仿真方法,复杂度达到O（N）,可以大大提高波前仿真的速度。